ドタバタ喜劇のような音は実際には確かな科学です。人類の宇宙開発の将来の多くが生息地やその他の構造物を含み、月と火星に恒久的に存在しているため、宇宙でのコンクリートの混合は深刻なビジネスです。 NASAには、MICS（セメント固化の微小重力調査）と呼ばれる研究プログラムがあり、微小重力で生息地やその他の構造物を構築する方法を調査しています。
コンクリートは水を数えず、地球で最も広く使用されている材料です。木材よりも広く使用されています。また、長い間使用されています。
コンクリートは断熱性に加えて、放射線からの保護を提供することもでき、その構造強度は隕石の衝撃からの保護を提供します。構造物を構築するための唯一のオプションではありませんが、それは役割を果たす可能性があります。骨材や水ではなくセメント自体を輸送する必要があるため、最終的には重要な材料になる可能性があります。
MICSの一部として、またMVP Cell-05と呼ばれる関連研究として、NASAとペンシルベニア州立大学は、ISSの宇宙飛行士と協力してコンクリートを混合しました。地球上のコンクリートの特性はよく理解されていますが、微小重力は別の状況を提示します。結果は材料のフロンティアで発表され、「ケイ酸三カルシウムの微細構造の発達に対する微小重力の影響（C3S）貼り付けます。」
「私たちの実験は、コンクリートをまとめるセメントペーストに焦点を当てています。」
MICSの主任研究員、アレクサンドラ・ラドリンスカ。
コンクリート自体は、砂、砂利、および岩からなる骨材の混合物であり、セメントと一緒に保持されます。これには、2つのタイプがあります。ポートランドセメントまたはジオポリマーセメントです。すべてを適切な比率で水と混ぜ、混ぜ合わせ、形を整えます。適切に硬化または硬化すると、非常に強い物質になります。そのため、ローマの水道橋など、一部がコンクリートで作られた古代の建造物がまだ残っています。
現代の世界ではどこにでも存在していますが、それがどのように機能するかを知らない科学者はまだたくさんいます。しかし、固まると、互いに、砂や砂利と絡み合って結晶を形成し、コンクリートに強度を与えることを彼らは知っています。科学者たちは、それが微小重力でどのように起こるかについてもっと知りたいと思っていました。
「私たちの実験は、コンクリートをまとめるセメントペーストに焦点を合わせています。 MICSとMVP Cell-05の主任研究員であるAleksandra Radlinskaは、次のように述べています。
ラドリンスカ氏は、微小重力に関して、「結晶の微細構造の分布、そして最終的には材料特性を変化させる可能性がある」と語った。
「私たちが見つけたものは、宇宙と地球の両方でコンクリートの改善につながる可能性があります」とRudlinskaは付け加えました。 「セメントは世界中で広く使用されているため、わずかな改善でも多大な影響を与える可能性があります。」
特定の特性を持つコンクリートを製造するために必要な水、骨材、コンクリートの比率は、地球上でよく理解されています。しかし、月についてはどうですか？地球の重力の1/6しかありません。または、地球の重力の3分の1を少し超える火星。実験はこの問題に光を当てるように設計されました。
MICS実験では、宇宙飛行士はセメント粉末のパケットをいくつか持っていて、そこに水を加えました。次に、水和を停止するために、いくつかのパケットに異なる時間にアルコールを加えました。
2番目の実験、MVP Cell-05では、宇宙飛行士もセメントのパケットに水を追加しましたが、ISSで遠心分離機を使用して、火星と月の重力を含むさまざまな重力をシミュレートしました。両方の実験からのサンプルは分析するために地球に戻されました。
MVP Cell-05の共同主任調査員はRichard Grugelです。 「私たちはすでに予期しない結果を確認して文書化しています。」
実験は、微小重力で混合されたコンクリートが微小気孔率を増加させたことを示しました。地球重力サンプルには存在しない微小重力サンプルに気泡がありました。それは浮力のせいです。地球では気泡が上に上がり、実際にはコンクリートが硬化する前に機械的に振動させて気泡を追い出し、コンクリートを弱めることがあります。
MICSとMVP Cell-05の両方のサンプルは、粉砕したサンプルよりも大きな結晶化を示しました。微小重力サンプルの20％高い微孔性により、結晶化の余地が大きくなり、結晶が大きくなり、強度が向上します。しかし、微小重力サンプルの微小孔率が大きいほど、コンクリートの密度も低くなり、コンクリートが弱くなる可能性があります。微小重力サンプルの微小孔のサイズも、地上のサンプルよりも1桁大きかった。
微小重力コンクリートは沈降が少なかったため、硬化中に骨材の小さな粒子が底に沈降しませんでしたが、コンクリート全体に均一に広がっています。つまり、コンクリートがより均一になり、強度に影響を与える可能性があります。
これは微小重力におけるコンクリートの最初の研究です。非常に小さなサンプルで強度テストは行われなかったため、強度に関する結論は時期尚早です。しかし、1Gコンクリートと微小重力コンクリートの間のいくつかの非常に異なる特性が指摘されていますが、これは間違いなく今後検討されるでしょう。
「気孔率の増加は材料の強度に直接影響しますが、空間形成材料の強度はまだ測定していません」とデザインブームとのインタビューでラドリンスカは言った。
もっと：
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- 研究：Cの水和生成物3交流3CaCOの存在下でのSおよびPortlandセメント3
- designboom：NASAの宇宙飛行士は、コンクリートが宇宙で混ざるとコンクリートに何が起こるかを探ります
- ポートランドセメント協会：セメントとコンクリート
- National Space Society：コンクリート：宇宙ステーションの潜在的な材料
